CN212115669U - 压电扬声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种压电扬声器，其中，压电扬声器包括外壳、振膜及振动部分；外壳内形成有声腔；振膜安装于声腔内，且与外壳的内壁面相连接：振动部分包括金属振动支架及连接于金属振动支架一侧的压电片，金属振动支架背离压电片的一侧连接于振膜，金属振动支架包括中心部和设于中心部周侧的至少两个支臂。本实用新型压电扬声器能够提高压电扬声器低频性能，减少失真，以使得压电扬声器的音质效果更好。

Description

压电扬声器

技术领域

本实用新型涉及扬声器技术领域，特别涉及一种压电扬声器。

背景技术

扬声器是一种将电信号转换为声信号的换能器件，目前电子产品上常用的为动圈扬声器，该技术也是比较成熟的，其原理主要是扬声器中有一个高强度的永磁体不断的释放磁力，周围遍布磁感线，同时一个缠绕线圈隔空依附在圆环状振膜上，线圈穿过永磁体，当外界的线圈通过电流，线圈产生磁力，和原磁场相互排斥或是吸引，产生振动，因其依附在圆形振膜上，所以也会带着振膜振动，发出声音，动圈式扬声器发出的声音自然细腻，而且低频表现非常好，但其尺寸大、高频性能差，影响用户的听觉效果，限制了其在小型化，薄型化电子产业中的应用。

压电扬声器利用压电材料的逆压电效应而工作的扬声器，其发声原理是：利用压电材料受到电场作用发生形变的大原理，将压电动元件置于音频电流信号形成的电场中，使其发生位移，从而产生逆电压效应，最后驱动振膜发声。压电扬声器同动圈扬声器相比不需要磁路，结构简单、价格便宜，其在薄型化、微型化扬声器中最具有发展前景。压电材料一般使用压电片，且通常配合金属振动板使用，而常规的金属振动板不能合理的还原和回放声音信号，使得扬声器低频性能差、容易失真，从而造成扬声器品质较差。

上述内容仅用于辅助理解实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种压电扬声器，旨在提高扬声器的品质。

为实现上述目的，本实用新型提出的压电扬声器包括外壳、振膜及振动部分；

外壳，所述外壳内形成有声腔；

振膜，安装于所述声腔内，且与所述外壳的内壁面相连接；

振动部分，包括金属振动支架及连接于所述金属振动支架一侧的压电片，所述金属振动支架背离所述压电片的一侧连接于所述振膜，所述金属振动支架包括中心部和设于中心部周侧的至少两个支臂。

在一实施例中，所述至少两个支臂呈放射状排布。

在一实施例中，所述中心部向所述金属振动支架的一侧凸出，以形成凸出部，所述压电片连接于所述凸出部。

在一实施例中，所述压电片的一端与所述外壳的内壁面连接。

在一实施例中，所述压电片为长条状结构。

在一实施例中，所述振动部分的数量为两个，所述振膜的相对两侧各粘接有一所述振动部分。

在一实施例中，所述振动部分包括两个所述压电片及中间纤维层片，两所述压电片分别粘接于所述中间纤维层片的相对两侧，一所述压电片粘接于所述金属振动支架的一侧，所述中间纤维层片远离所述金属振动支架的一端连接于所述外壳的内壁面。

在一实施例中，所述中间纤维层片粘接于所述外壳或通过激光焊接于所述外壳。

在一实施例中，所述支臂为薄壁状结构，所述支臂的厚度为0.1～0.5mm；和/或，所述压电片的厚度为0.1～0.9mm。

在一实施例中，所述压电片为无铅陶瓷压电片。

本实用新型通过使得压电片通过金属振动支架连接在振膜上，可以增强压电片形变，提高压电扬声器灵敏度，进而提高压电扬声器的声学性能。而通过使得金属振动支架包括中心部和设于中心部周侧的至少两个支臂，相比于金属振动片而言，可以有效改善金属振动支架的刚性，从而使其震动动态较好，可以合理的还原和回访声音信号，进而提高压电扬声器低频性能，减少失真，以使得压电扬声器的音质效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型压电扬声器一实施例的结构示意图；

图2为图1中压电扬声器的金属振动支架一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型压电扬声器另一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型压电扬声器又一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	外壳	300	金属振动支架
110	声腔	310	中心部
				120	前盖	311	凸出部
121	出声孔	320	支臂
				130	后盖	400	压电片
200	振膜	500	中间纤维层片

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种压电扬声器。

在本实用新型实施例中，如图1至图4所示，该压电扬声器包括外壳100、振膜200及振动部分。外壳100，外壳100内形成有声腔110；振膜200，安装于声腔110内，且与外壳100的内壁面相连接。振动部分包括金属振动支架300及连接于金属振动支架300一侧的压电片400，金属振动支架300背离压电片400的一侧连接于振膜200，金属振动支架300包括中心部310和设于中心部310周侧的至少两个支臂320。

在本实施例中，外壳100形成该压电扬声器的基本框架，外壳100具体可以包括相互配合的前盖120和后盖130，前盖120和后盖130之间围合形成该声腔110，且前盖120上对应振膜200设置有出声孔121。外壳100上还设置有引线出线孔，以用于供压电片400的电极引线的引出。可以通过导线或柔性电路板连接压电片400与外部电路。压电扬声器通过将伸缩方向互为相反的极性的电压施加到压电片400的电极之间，根据压电片400的逆压电效应原理，在压电片400通有交流电压时，压电片400能够产生机械振动，从而推动空气发出声音。

前盖120与后盖130之间可以通过胶水粘接、激光焊接等方式连接。外壳100的材料优选为塑料材料，在一些场合中也可以采用金属材料。振膜200可以由聚醚酰亚胺、聚氨基甲酸脂、聚氯乙烯、聚醚醚酮与聚氨酯热复合膜、聚醚醚酮、硅胶中的一种或多种组成，也可选择其他高分子材料振膜200，或者生物振膜200，亦或是多层复合振膜200，还可是多种材质复合振膜200。使用聚氨酯、聚醚醚酮或者硅胶材质的振膜200，能够增加扬声器振膜200的韧性和强度，防止振膜200的破裂，提高产品的可靠性和声学性能。金属振动支架300的材质优选为镍合金，也可选择其他金属材料。压电片400具体为压电陶瓷片。在一实施例中，压电片400为多层双晶结构。则可以在满足同样性能的同时，减薄压电陶瓷片厚度。

振膜200具体可以通过粘接、激光焊接、压接等方式固定在外壳100上。通常为了提高振膜200与外壳100的连接稳固性，使得振膜200的四周均固定在声腔110的内壁面。压电片400与金属振动支架300具体可以通过胶水粘接。金属振动支架300与振膜200具体可通过胶水粘接。可以理解的是，金属振动支架300的支臂320数量可以为两个、三个、四个、五个等，可根据实际需求进行选择和设计，在此不做具体限定。多个支臂320的长度可以相同，也可以不同，相邻两支臂320之间的间隙可以相同，也可以不同。为了使得金属振动支架300传递振动更加均匀，使得多个支臂320的长度相同，相邻两支臂320支架的间隙相同。中心部310可以由多个支臂320的一端连接形成，也可以为另外设置的圆形结构。

本实用新型通过使得压电片400通过金属振动支架300连接在振膜200上，可以增强压电片400形变，提高压电扬声器灵敏度，进而提高压电扬声器的声学性能。而通过使得金属振动支架300包括中心部310和设于中心部310周侧的至少两个支臂320，相比于金属振动片而言，可以有效改善金属振动支架300的刚性，从而使其震动动态较好，可以合理的还原和回访声音信号，进而提高压电扬声器低频性能，减少失真，以使得压电扬声器的音质效果更好。

在一实施例中，请参照图1、图3及图4，至少两个支臂320呈放射状排布。可以理解的是，支臂320可以为直线形，也可以为曲线形。当支臂320为曲线形时，多个支臂320的弯曲方向相一致，也即同时为顺时针弯曲或同时为逆时针弯曲。可以理解的是，在复杂的振动情况下，压电片400的振动传递至金属振动片，而由于金属振动片的刚性较大，使得金属振动片各个部分传递的振动不统一，则会使得谐振波出现失真，同时也改变了扬声器原本的音色，进而影响扬声器的发声效果。通过使得金属振动支架300至少两个支臂320呈放射状排布，则使得整个金属振动支架300的刚性有效且均匀地改善，从而使得整个金属振动支架300传递振动更加均匀，进而使得扬声器的低频率响应曲线更为平滑，减小失真，使得整体音质更好。

进一步地，请一并参照图2，中心部310向金属振动支架300的一侧凸出，以形成凸出部311，压电片400连接于凸出部311。通过使得中心部310向一侧凸出形成凸出部311，使得压电片400连接在凸出部311上，一方面便于金属振动支架300与压电片400的连接，另一方面凸出部311能够起到配重作用，从而提升扬声器的低频性能。在一些实施例中，中心部310相对凸出部311的一侧可以与支臂320相平齐设置。如此，使得金属振动支架300与振膜200连接的时候能够增大接触面积，从而便于将振动均匀地传递至振膜200上。

在一实施例中，压电片400的一端与外壳100的内壁面连接。压电片400的一端与外壳100可以通过胶水粘接、焊接，或其他方式连接。通过使得压电片400的一端与外壳100的内壁面连接，则使得压电片400呈悬臂梁结构，可以增大振动幅度，提高声压及音量。同时还能够起到避免应力造成振膜200破损的作用。具体地，压电片400为长条状结构。如此，压电片400长度方向上的一端与外壳100的内壁面连接，另一端通过金属振动支架300与振膜200连接，以实现有效的增大振动幅度。

在一实施例中，如图3所示，振动部分的数量为两个，振膜200的相对两侧各粘接有一振动部分。通过在振膜200的两侧各粘接有一个振动部分，也即使得振膜200的两侧各粘接一个金属振动支架300，且两个金属振动支架300上各粘接一个压电片400。如此，两个振动部分构成一个推挽式压电驱动，增大振幅和强度，提高压电扬声器的低频声压，增大音量。

在另一实施例中，请参照图4，振动部分包括两个压电片400及中间纤维层片500，两压电片400分别粘接于中间纤维层片500的相对两侧，一压电片400粘接于金属振动支架300的一侧，中间纤维层片500远离金属振动支架300的一端连接于外壳100的内壁面。在本实施例中，通过使得在中间纤维层片500的相对两侧粘接压电片400，构成推挽式压电驱动，从而能够增大振幅和强度，提高压电扬声器的低频声压，增大音量。中间纤维层片500远离金属振动支架300的的一端连接于外壳100的内壁面，则使得整个振动部分构成悬臂梁结构，进一步增大振动幅度，提高声压及音量。同时还能够起到避免应力造成振膜200破损的作用。且通过中间纤维层片500连接于外壳100的内壁面，相比于使得压电片400连接在外壳100的内壁面以形成悬臂梁结构而言，能够简化连接工艺，降低加工难度。具体而言，中间纤维层片500粘接于外壳100或通过激光焊接于外壳100。

在一实施例中，支臂320为薄壁状结构，支臂320的厚度为0.1～0.5mm。具体地，支臂320的厚度为0.1～0.3mm。则支臂320的厚度可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm等。如此，在能够有效传递振动的同时减轻整个扬声器的重量。压电片400的厚度为0.1～0.9mm。具体地，压电片400的厚度为0.1～0.3mm。则压电片400的厚度可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.9mm等。

在一实施例中，压电片400为无铅陶瓷压电片400。该无铅压电陶瓷可以为KNN无铅压电陶瓷，也可选择其他BF压电陶瓷或者低温烧结高性能PZT压电陶瓷等。通过使用高性能无铅压电陶瓷，能够降低含铅压电陶瓷对于环境和人体的损害，从而使得压电扬声器的适用范围更广。在其他实施例中，压电片400也可以为含铅压电陶瓷片。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种压电扬声器，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳内形成有声腔；

振膜，安装于所述声腔内，且与所述外壳的内壁面相连接；以及

振动部分，包括金属振动支架及连接于所述金属振动支架一侧的压电片，所述金属振动支架背离所述压电片的一侧连接于所述振膜，所述金属振动支架包括中心部和设于所述中心部周侧的至少两个支臂。

2.如权利要求1所述的压电扬声器，其特征在于，所述至少两个支臂呈放射状排布。

3.如权利要求2所述的压电扬声器，其特征在于，所述中心部向所述金属振动支架的一侧凸出，以形成凸出部，所述压电片连接于所述凸出部。

4.如权利要求1所述的压电扬声器，其特征在于，所述压电片的一端与所述外壳的内壁面连接。

5.如权利要求4所述的压电扬声器，其特征在于，所述压电片为长条状结构。

6.如权利要求1所述的压电扬声器，其特征在于，所述振动部分的数量为两个，所述振膜的相对两侧各粘接有一所述振动部分。

7.如权利要求1所述的压电扬声器，其特征在于，所述振动部分包括两个所述压电片及中间纤维层片，两所述压电片分别粘接于所述中间纤维层片的相对两侧，一所述压电片粘接于所述金属振动支架的一侧，所述中间纤维层片远离所述金属振动支架的一端连接于所述外壳的内壁面。

8.如权利要求7所述的压电扬声器，其特征在于，所述中间纤维层片粘接于所述外壳或通过激光焊接于所述外壳。

9.如权利要求1所述的压电扬声器，其特征在于，所述支臂为薄壁状结构，所述支臂的厚度为0.1～0.5mm；和/或，所述压电片的厚度为0.1～0.9mm。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，所述压电片为无铅陶瓷压电片。

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